Optimal energihantering för parallellhybridfordon via dynamisk programmering

In this thesis, two optimal control problems for the control of hybrid electric vehicles are formulated. The first is general formulation where both velocity and state of charge can vary. The second is a formulation where the velocity is prespecified and therefore only the state of charge can vary. The first formulation takes significantly more time to solve with dynamic programming than the second formulation. For the most hilly drive cycle that was evaluated, 4:45 % fuel savings were obtained by using the general formulation over the formulation with prespecified velocity. For the least hilly cycle, this number dropped to 1:75%. When the lowest admissible velocity was lowered from 75 to 70 km/h, fuel savings of 0:52 % were obtained. From 80 to 70 km/h, the number increased to 1:92 %. In conclusion, if dynamic programming is to be implemented in real time on a hybrid electric vehicle the fuel savings for hilly roads where a low minimal velocity is allowed are potentially much greater than when using prespecifued velocity. However, for less hilly roads and where the velocity is not allowed to vary as much, it might be more beneficial in terms of fuel consumption to use the formulation with prespecified velocity and include abilities such as gear shifting or switching the engine on or off.I denna avhandling formuleras två optimala styrningsproblem för reglering av hybridelektriska fordon. I den första, mer generella, formuleringen kan både hastighet och batteriladdning variera. I den andra formuleringen är hastigheten specifierad i förväg and därmed kan endast batteriladdningen variera fritt. Den första formuleringen tar betydligt längre tid att lösa med dynamisk programmering än den andra formuleringen. Av dem utvärderade körcyklerna gav den som var mest kuperade bränslebesparingar på 4:45 % om den löstes med den generella formuleringen istället för den där hastigheten är specifierad i förväg. När den lägsta tillåtna hastigheten sänktes från 75 till 70 km/h sparades 0:52 % bränsle. Däremot, om den lägsta tillåtna hastigheten sänktes från 80 till 70 km/h ökade besparingen till 1:92 %. Sammanfattningsvis, om dynamisk programmering ska implementras i realtid på ett hybridelektriskt fordon så är dem potentiella bränslebesparingarna betydligt högre om vägen är väldigt kuperad och en låg lägsta hastighet tillåts för den generella formuleringen än om formuleringen med hastighet specifierad på förhand väljs. Därmed, för vägar som inte är lika kuperade och där hastigheten inte tillåts att variera mycket kan, potentiellt, högre bränslebesparingar uppnås om formuleringen med förspecifierad hastighet väljs och förmågan att växla alternativt stänga av eller på motorn inkluderas

Termodynamisk modell för kraftgenerande gasturbiner

Gasturbiner används i en mängd olika sammanhang, från kraftgenerering till flygplansmotorer. Prestandan hos gasturbiner beror på omgivningstillstånd såsom temperatur och tryck. Gasturbintillverkare förser ofta vissa parametrar, exempelvis uteffekt och massflöde i avgaserna vid väldefinierade standard tillstånd, ofta refererade till som ISO-tillstånd. På grund av det tidigare beskrivna beroendet är det nödvändigt för köpare att kunna förutspå prestandan vid platsen där gasturbinen ska användas.  I denna studie har en termodynamisk modell för kraftgenerande gasturbiner konstruerats. Modellen förutspår uteffekten vid full belastning för varierande omgivningstemperatur och omgivningstryck. Den konstruerade modellen har jämförts med prestandadata från Siemens egna modeller, vid varieande temperatur. Prestandadata för varierande tryck kunde inte erhållas.   Den konstruerade modellen är konsekvent med Siemens modeller inom vissa temperaturintervall vars längd beror på den utvärderade gasturbinens storlek. För mindre gasturbiner är temperaturintervallet för vilken den konstruerade modellen är konsekvent längre än för större gasturbiner.Gas turbines are used for a variety of purposes ranging from power generation to aircraft engines. Their performance is dependent on ambient conditions such as temperature and pressure. Gas turbine manufacturers often provide certain parameters like power output and exhaust mass flow at well-defined standard conditions, usually referred to as ISO-conditions. Due to the aforementioned dependency, it is necessary for buyers to be able to predict gas turbine performance at their chosen site of operation. In this study, a thermodynamic model for power generating gas turbines has been constructed. It predicts the power output at full load for varying ambient temperature and pressure. The constructed model has been compared with performance data taken from Siemens own models for varying temperatures. No performance data for varying pressures could be obtained. The constructed model is consistent with the Siemens models within certain temperature intervals, which differ depending on the size of the gas turbine. For smaller gas turbines, the interval where the constructed model is consistent is greater than for larger gas turbines.

Termodynamisk modell för kraftgenerande gasturbiner

Gasturbiner används i en mängd olika sammanhang, från kraftgenerering till flygplansmotorer. Prestandan hos gasturbiner beror på omgivningstillstånd såsom temperatur och tryck. Gasturbintillverkare förser ofta vissa parametrar, exempelvis uteffekt och massflöde i avgaserna vid väldefinierade standard tillstånd, ofta refererade till som ISO-tillstånd. På grund av det tidigare beskrivna beroendet är det nödvändigt för köpare att kunna förutspå prestandan vid platsen där gasturbinen ska användas.  I denna studie har en termodynamisk modell för kraftgenerande gasturbiner konstruerats. Modellen förutspår uteffekten vid full belastning för varierande omgivningstemperatur och omgivningstryck. Den konstruerade modellen har jämförts med prestandadata från Siemens egna modeller, vid varieande temperatur. Prestandadata för varierande tryck kunde inte erhållas.   Den konstruerade modellen är konsekvent med Siemens modeller inom vissa temperaturintervall vars längd beror på den utvärderade gasturbinens storlek. För mindre gasturbiner är temperaturintervallet för vilken den konstruerade modellen är konsekvent längre än för större gasturbiner.Gas turbines are used for a variety of purposes ranging from power generation to aircraft engines. Their performance is dependent on ambient conditions such as temperature and pressure. Gas turbine manufacturers often provide certain parameters like power output and exhaust mass flow at well-defined standard conditions, usually referred to as ISO-conditions. Due to the aforementioned dependency, it is necessary for buyers to be able to predict gas turbine performance at their chosen site of operation. In this study, a thermodynamic model for power generating gas turbines has been constructed. It predicts the power output at full load for varying ambient temperature and pressure. The constructed model has been compared with performance data taken from Siemens own models for varying temperatures. No performance data for varying pressures could be obtained. The constructed model is consistent with the Siemens models within certain temperature intervals, which differ depending on the size of the gas turbine. For smaller gas turbines, the interval where the constructed model is consistent is greater than for larger gas turbines.